eprintid: 21712
rev_number: 16
eprint_status: archive
userid: 2678
dir: disk0/00/02/17/12
datestamp: 2016-08-24 11:59:37
lastmod: 2016-10-10 13:29:09
status_changed: 2016-08-24 11:59:37
type: doctoralThesis
metadata_visibility: show
creators_name: Trautmann, Arno
title: Spin Dynamics and Feshbach Resonances in Ultracold Sodium-Lithium Mixtures
title_de: Spin Dynamik und Feshbach Resonanzen in Ultrakalten Natrium-Lithium Mischungen
subjects: ddc-530
divisions: i-130700
adv_faculty: af-13
cterms_swd: Quantengas
cterms_swd: Feshbach-Resonanz
cterms_swd: Fermi-Gas
abstract: This thesis presents the investigation of the two-body scattering properties of cold atoms in
sodium and lithium-sodium mixtures and their effects on the many body dynamics. Since both
species are alkali atoms, the combined spin of both unpaired electrons can be either zero or one,
providing two different scattering channels.
The coupling of bound molecular states in these channels with the free atoms asymptote
gives rise to the rich field of Feshbach resonance physics, where the interaction between the
particles can be controlled as an easily accessible experimental parameter. We have investigated
the Feshbach spectrum in the bosonic 7LiNa mixture and could confirm predictions based on
6LiNa measurements, with a shift of the predicted spectrum by about 50 G. Also, the prospects
of interaction tuning via Feshbach resonances were examined.
The difference of the scattering lengths of the electronic potentials also causes a coupling
of atomic collisional channels, which can enable a spin exchange between the atoms. In this
thesis, spin exchange processes have been studied in coherent oscillations in a thermal gas and
a Bose-Einstein condensate of sodium, as well as the evolution of this spinor gas into its ground
state. Preliminary studies of the heteronuclear spin exchange process in both the bosonic 7LiNa
and in the fermionic-bosonic mixture 6LiNa are presented as well.
abstract_translated_text: Diese Doktorarbeit zeigt die Untersucheng der Zweikörperstreueigenschaften kalter Atome in
Natrium und Lithium-Natrium-Mischungen und deren Effekt auf die Vielkörperdynamik. Da
beide Atomsorten Alkalimetalle sind, kann der gemeinsame Drehimpuls der beiden ungepaarten
Elektronen entweder null oder eins sein. Dies bietet zwei verschiedene Streukanäle.
Die Kopplung von gebundenen Molekülzuständen in diesen Streukanälen mit den freien
Atomasymptoten führt zum reichen Feld der Physik der Feshbach-Resonanzen, wobei die
Wechselwirkung zwischen den Teilchen kontrolliert werden kann als einfach einzustellender,
experimenteller Parameter. Wir haben das Feshbach-Spektrum in der bosonischen 7LiNa-
Mischung untersucht und konnten Vorhersagen bestätigen, die auf den Messungen im 6LiNa-
System basierten, mit einer Verschiebung des vorhergesagten Spektrums um etwa 50 G. Ebenso
wurden die Möglichkeiten der Einstellung der Wechselwirkungen mittels Feshbach-Resonanzen
untersucht.
Der Unterschied in den Streulängen der elektronischen Potentiale verursacht auch eine Kop-
plung der atomaren Streukanäle, was zu einem Spin-Austausch zwischen den Atomen führen
kann. In dieser Arbeit wurden Spin-Austauschprozesse untersucht mittels kohärenter Oszilla-
tionen in einem thermischen Gas und einem Bose-Einstein-Kondensat aus Natrium, ebenso wie
die Entwicklung dieses Spinorgases zu seinem Grundzustand. Vorbereitende Untersuchungen
der heteronuklearen Spin-Austauschprozesse werden ebenso gezeigt, sowohl in der bosonischen
7LiNa-Mischung als auch in der fermionisch-bosonischen Mischung 6LiNa.
abstract_translated_lang: ger
date: 2016
id_scheme: DOI
id_number: 10.11588/heidok.00021712
ppn_swb: 1658988655
own_urn: urn:nbn:de:bsz:16-heidok-217125
date_accepted: 2016-07-19
advisor: HASH(0x55d997c13c28)
language: eng
bibsort: TRAUTMANNASPINDYNAMI2016
full_text_status: public
citation:   Trautmann, Arno  (2016) Spin Dynamics and Feshbach Resonances in Ultracold Sodium-Lithium Mixtures.  [Dissertation]     
document_url: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/21712/1/phd_main.pdf